Design and development of truxene-related porous polymers for environmental applications

• Autores: Nayara Méndez Gil
• Directores de la Tesis: Berta Gómez-Lor Pérez (codir. tes.), Mohammad Afsar Uddin (codir. tes.), Gunther Hennrich (tut. tes.)
• Lectura: En la Universidad Autónoma de Madrid ( España ) en 2026
• Idioma: inglés
• Número de páginas: 263
• Títulos paralelos:
  • Diseño y desarrollo de polímeros porosos basados en truxeno para aplicaciones medioambientales
• Tribunal Calificador de la Tesis: Mercedes Torneiro Abuin (presid.), José Antonio Salas Fernández (secret.), María Ester Verde Sesto (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Química Orgánica por la Universidad Autónoma de Madrid
• Materias:
  • Física
    • Química física
  • Química
    • Química orgánica
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Biblos-e Archivo
• Resumen

  • Esta tesis doctoral se centra en el diseño, síntesis y aplicación de polímeros orgánicos porosos (POPs) basados en truxeno y triazatruxeno, dos bloques de construcción con propiedades semiconductoras y estructurales altamente versátiles. Estos materiales se han desarrollado mediante diversas metodologías sintéticas, incluyendo reacciones de química click, acoplamiento de Suzuki, alquilación de Friedel-Crafts y técnicas como la solvotermia, la irradiación por microondas y la mecanosíntesis. El objetivo principal ha sido explorar el potencial de estos polímeros en aplicaciones clave relacionadas con la sostenibilidad, como la remediación ambiental, la detección de contaminantes, la captura de yodo y el almacenamiento de energía. La tesis se estructura en cuatro capítulos, cada uno enfocado en una aplicación específica. En el primer capítulo, se estudia la capacidad de los POPs para la adsorción, detección y fotodegradación de contaminantes emergentes en agua, como colorantes y antibióticos. Se sintetizaron polímeros funcionalizados con triazoles que mostraron alta eficiencia en la eliminación de contaminantes, así como propiedades fluorescentes útiles para su detección. Se observaron altas capacidades de adsorción y una notable actividad fotocatalítica bajo irradiación UV, con buena estabilidad y reutilización. El segundo capítulo se centra en la síntesis de polímeros con estructuras tipo donador-aceptor (D-A), combinando unidades electrónicamente ricas como el truxeno y la triaza-triindol con aceptores como el benzotiadiazol. Estos materiales se evaluaron en aplicaciones relacionadas con la defensa, como la detección de explosivos nitroaromáticos y la fotocatálisis de compuestos simulantes de agentes químicos tóxicos. Los estudios teóricos y experimentales permitieron establecer correlaciones entre la estructura electrónica y el rendimiento funcional, proporcionando información valiosa para el diseño racional de nuevos materiales. En el tercer capítulo, se aborda la problemática de la captura de yodo, un contaminante relevante en la gestión de residuos nucleares. Se desarrollaron polímeros ricos en nitrógeno, como el TRIPh, que mostraron una excelente capacidad de adsorción de yodo tanto en fase vapor como en solución. Además, se demostró que estos materiales pueden funcionar como cátodos en baterías de zinc-yodo, combinando así funciones de remediación ambiental y almacenamiento energético en un solo material. Finalmente, el cuarto capítulo explora la síntesis de polímeros tipo triazina con carácter D-A para aplicaciones en fotocatálisis heterogénea. Se evaluaron transformaciones como la oxidación selectiva de sulfuros, el acoplamiento oxidativo de aminas y la halogenación de compuestos aromáticos. Los resultados mostraron que la incorporación de unidades triazina mejora la absorción de luz y la separación de cargas, aumentando la eficiencia catalítica y la estabilidad del material. En conjunto, esta tesis demuestra el gran potencial de los POPs basados en truxeno y sus derivados como plataformas multifuncionales, sostenibles y libres de metales para abordar desafíos ambientales y energéticos actuales